Элементы продуктивности зерновых культур, определяющие величину урожайности, формируются в ранние периоды развития растений. Отдельные элементы урожайности в процессе онтогенеза зерновых культур развиваются постепенно. Вначале всходит лишь определенное число растений в пересчете на единицу площади, затем в фазе кущения каждое растение образует куст и определенное число боковых побегов. При переходе от вегетативной к генеративной фазе развития кущение обычно прекращается, и на конусе нарастания, основе будущего колоса, образуются колосковые бугорки, дифференцирующиеся в цветочные бугорки с постепенным формированием завязи, пестика и пыльников; от этого зависит потенциальное число зерновок в колосе. Однако не все образовавшиеся стебли продуктивны, часть их отмирает в течение вегетации, часть до самой уборки не дает колосьев. Точно так же, не каждый заложенный колосок и цветок в колосе образует зерновку, так как все элементы урожайности претерпевают количественную редукцию. Следовательно, в процессе формирования данных компонентов (числа стеблей и зерновок) можно выделить три этапа: 1 - заложение, 2 -максимальное развитие и 3 - количественная редукция.
В результате последовательного прохождения указанных этапов и конкуренции как между отдельными стеблями, так и целыми растениями на последующих этапах компенсируются недостатки предыдущих, и таким образом урожай в какой-то мере стабилизируется. Так, при недостаточном формировании предыдущего элемента урожайности усиливается развитие последующих элементов, и наоборот, при массовом образовании предыдущего элемента ослабевает образование последующего, т.е. снижаются его число или масса. Это явление называется компенсацией элементов урожайности и у зерновых культур служит основой саморегулирования развития в посеве
Оптимальное развитие основных элементов урожайности можно получить в принципе двумя способами: активизацией формирования нового элемента или ослаблением количественной редукции уже образовавшихся элементов (рис. 5.1.1).
Из данных рис. 5.1.1 видно, какое значение для получения высокого урожая имеет исследование закономерностей формирования и редукции продуктивных органов, определение критических фаз и изученность факторов, влияющих на эти два процесса.
Если известен оптимальный уровень элементов урожайности для получения запланированного урожая, то, при использовании закона компенсации, можно с помощью современных агротехнических мероприятий, направленных на частичное устранение неблагоприятного влияния погодных условий, создать предпосылки полного проявления потенциала продуктивности возделываемых видов и сортов зерновых культур.
Высокий биологический и хозяйственный урожай можно получить лишь в том случае, когда созданы оптимальные условия для формирования надземной биомассы и экономически рационального распределения органического вещества. Хозяйственным урожай зависит от степени согласованности процессов формирования надземной биомассы и отдельных элементов урожайности, характеризующихся очень сложными взаимоотношениями. Урожай зерна создается тремя основными компонентами: числом колосьев на единице площади; числом зерен в колосе; массой зерна (массой 1000 зерен).
Урожай пшеницы формируется под воздействием сложного комплекса условий, каждое из которых оказывает влияние на его количество и качество. Улучшая условия произрастания пшеничного растения - водный, пищевой, световой режимы и другие необходимые факторы, можно добиться получения высокого урожая. Многочисленные данные научно-исследовательских учреждений и производства показывают, что в природе пшеницы заложены большие возможности и при полном их использовании она в состоянии давать 80-100 ц зерна с 1 га и более.
К биологическим особенностям растений озимой пшеницы, имеющим значение в формировании высокой продуктивности в засушливо-суховейных районах, относятся: во-первых, количество стеблей с колосом в каждом кусте, озерненность колоса главных и боковых стеблей, скорость налива зерна и его крупность. Во вторую группу биологических особенностей, хорошо проявляющихся в агроклиматических условиях изучаемой территории, можно отнести размер колоса и его устойчивость к осыпанию, прочность стебля и, следовательно, устойчивость к полеганию, слабую повреждаемость стеблей и листьев грибковыми болезнями во влажные годы.
В работах П.П. Лукьяненко, М.Г. Пруцковой и др. указывается, что названные выше характеристики и особенности растений находятся в лучших соотношениях у сортов озимой пшеницы краснодарской селекции.
Обычно урожай пшеницы определяют величиной сбора зерна. Нередко в целях более полной характеристики еще приводят данные о сборе соломы с единицы площади. Для количественной оценки урожая в большинстве случаев вполне достаточно первого показателя. Ho такое определение урожая не вскрывает ресурсов среды, условий формирования его, потенциальных возможностей растения с учетом сортовых особенностей, не дает возможности установить дефекты агротехники и не мобилизует работников сельского хозяйства на более полное использование биологических возможностей пшеничного растения и передовых приемов возделывания. В этой связи анализ отдельных элементов урожая, определяющих величину и качество его, позволяет полнее вскрыть взаимоотношения между растением пшеницы и средой в разные периоды вегетации и на этой основе строить агротехнику с учетом почвенно-климатических условий, обеспечивающих получение наиболее высоких урожаев зерна.
Под элементами урожая имеют в виду продуктивные органы и признаки растения, которые создают и определяют величину урожая. Для пшеницы основными элементами урожая являются: густота продуктивного стеблестоя, озерненность колоса и выполненность зерна. Каждый из этих элементов урожая под воздействием условий среды может изменяться в большую или меньшую сторону. Это влечет за собой увеличение или снижение урожая зерна. Густота продуктивного стеблестоя в полевых условиях у пшеницы может изменяться в больших интервалах - от 150 до 800 колосоносных стеблей на 1 м посева и более. Ее величина зависит от густоты стояния растений, особенностей возделываемого сорта, обеспеченности растений влагой, светом, питательными веществами и другими факторами среды. В южных влажных районах страны озимая пшеница в уборку обычно имеет от 500 до 700 продуктивных стеблей на 1 м посева, а в степных районах недостаточного увлажнения - от 350 до 500. С увеличением густоты стояния растений, как правило, увеличивается и количество продуктивных стеблей. Однако она проявляется до определенного предела, после которого увеличение густоты стояния растений не повышает густоту продуктивного стеблестоя. Для разных почвенно-климатических условий этот верхний предел неодинаков. При прочих равных условиях узколистные сорта пшеницы имеют большую густоту продуктивного стеблестоя, чем широколистные сорта. Густота продуктивного стеблестоя зависит и от уровня агротехники. Урожай зерна повышается с увеличением продуктивного стеблестоя. Высокие урожаи яровой и озимой пшеницы обычно получают на полях с большим количеством продуктивных стеблей. Каждой почвенно-климатической зоне, с учетом сортовых особенностей и уровня агротехники, соответствует определенная густота продуктивного стеблестоя, обеспечивающая получение наиболее высокого урожая зерна. Увеличение ее выше указанной величины приводит к снижению урожая зерна. Последнее может происходить из-за недостатка в почве влаги или питательных веществ в период формирования продуктивных органов растения и зерна.
В южных районах страны чаще всего оказывается в минимуме влага В районах достаточного и избыточного увлажнения снижение урожая зерна при излишне высоком продуктивном стеблестое является следствием недостатка в почве питательных веществ.
Величину продуктивного стеблестоя можно регулировать нормой высева семян, внесением удобрений, и другими приемами агротехники. Урожай пшеницы зависит также от крупности колоса и его выполненности зерном. Количество зерен в колосе определяется условиями среды в периоды закладки, дифференциации колоса и цветения и может изменяться в больших размерах - от 8-12 до 50-55 штук. На юге страны чаще всего малая озерненность колоса объясняется низкой относительной влажностью воздуха, высокой температурой и недостатком влаги в почве. Выполненность колоса повышается и с улучшением обеспеченности растений питательными веществами. Внесение удобрений способствует улучшению режима питания растений, повышает величину и озерненность колоса. Количество зерен в колосе зависит и от биологических особенностей сорта. Колосья боковых побегов имеют, как правило, меньшее количество зерен, чем колосья главного стебля. Эта разница в зависимости от условий может быть большей или меньшей. Особенно низкой выполненностью колоса характеризуются боковые побеги второго и третьего порядка - подгон, подсед. Выполненность зерна обычно характеризуется весом 1000 зерен. В зависимости от условий в период формирования и налива зерна он может колебаться от 20 до 50 г. У одного и того же сорта по этим же причинам вес 1000 зерен может разниться на 15-20 г. Для характеристики выполненности зерна нередко применяют объемный вес его - натуру (вес 1 л зерна, выраженный в граммах). Она также изменяется в зависимости от условий, сопутствующих наливу зерна. Натуру и вес 1000 зерен обычно используют для качественной оценки урожая. Между выполненностью зерна и величиной урожая существует прямая зависимость. Зерно с высокоурожайных участков, как правило, имеет натуру 800 г и более; вес 1000 зерен при этом приближается к максимальному для данного сорта.
Низкие показатели натуры и веса 1000 зерен указывают на ненормальные условия в период налива зерна. Урожай зерна с такими показателями довольно часто встречается в условиях юга и юго-востока, а на полегших посевах - и во влажных районах страны. Плохая выполненность зерна обычно является результатом нарушения нормального хода налива его. Причины этого явления могут быть разные; высокие температуры, низкая относительная влажность воздуха, недостаток влаги и питательных веществ в почве, повреждение растений болезнями и вредителями, полегание и др. У низкорослых сортов выход зерна от общего урожая бывает больший, чем у высокорослых. В условиях, способствующих буйному росту вегетативной массы, как правило, получают общий урожай с меньшим выходом зерна, хотя в абсолютных величинах он может быть высоким. В условиях недостаточного увлажнения юга и юго-востока недобор урожая зерна обусловливается плохой выполненностью его, что определяется условиями внешней среды во время формирования и налива зерна и главным образом условиями водоснабжения колоса после цветения. В этих районах главным фактором, лимитирующим величину урожая зерна, является влага. Наличие ее в достаточных количествах весной способствует образованию большой вегетативной массы, которая в дальнейшем расходует значительное количество влаги осенне-зимнего запаса и осадков, выпадающих до цветения. Ко времени налива зерна при этом в почве остается мало доступной для растений влаги и формирование урожая зерна проходит при остром дефиците ее, что приводит к образованию щуплого зерна и несоответствию между величиной урожая соломы и зерна. При анализе структуры урожая озимой пшеницы по различным предшественникам нами установлено, что наибольшая густота растений к уборке была на варианте чистого пара - 218,5 шт/м2, что на 7,7-28,8 шт/м превышает показатели по занятым парам и на 29,8 шт/м2-густоту растений по сидеральному донниковому пару (табл. 5.1.1).
Ho при этом наибольшая продуктивная кустистость отмечается по пару, занятому эспарцетом и сидеральному донниковому пару - за счет меньшей густоты растений к уборке, и как следствие - большей площади питания одного растения озимой пшеницы.
По чистому пару отмечается наибольшее количество зерен в колосе - 23,7 шт., что на 2,5-3,2 шт. больше, чем по занятым парам и на 1,8 шт./колос превышает показатели по сидеральному донниковому пару. Большую роль в величине урожайности озимой пшеницы играет масса 1000 зерен. Различие между вариантами чистого и занятых паров различие в массе 1000 зерен было не существенно.
Д. Шпаар отмечает, что возделывание зерновых после рапса дает прибавку урожая 4-8 ц/га, что фактически без дополнительных затрат повышает эффективность всего растениеводства. Особая ценность рапса состоит в том, что благодаря развитой и глубоко проникающей корневой системе он усваивает нитраты, предотвращая их проникновение в грунтовые воды. Сорт озимой пшеницы Альбатрос одесский, являясь экологически пластичным, способен давать высокие урожаи зерна как по чистому пару, так и по непаровым предшественникам. Количество растений озимой пшеницы перед уборкой по чистому пару было на 27-43 шт./м больше, чем по занятым и сидеральным парам (табл. 5.1.2).
При анализе колоса озимой пшеницы по занятому и сидеральному парам с яровым рапсом количество зерен в колосе было на 2,3-2,4 шт. больше показателей по чистому пару и на 1,4-1,9 шт. больше показателей по занятому и сидеральному горчичным парам. На варианте с сидеральным рапсовым паром нами отмечается и большая масса зерна с колоса - 0,74 г. Менее всего масса зерна с колоса получена по пару, занятому горчицей. Таким образом, при сравнении между собой видов паров по культурам становится видно, что наиболее высокие показатели структурных элементов получены по вариантам сидеральных паров как с горчицей сарептской, так и с рапсом яровым. Из парозанимающих культур лучшие показатели отмечаются после рапсовых паров. По чистому пару получена биологическая урожайность, на 1,22-1,51 т/га больше показателей занятых паров и на 1,00-1,22 т/га - больше, чем по сидеральным парам. Ho необходимо отметить, что снижение урожайности озимой пшеницы по занятым парам в некоторой степени компенсируется надземной массой парозанимающей культуры, а в вариантах с сидеральными парами - поступлением органического вещества в почву. Сидеральные пары оказывают влияние на структуру урожая озимой пшеницы не только сорта Альбатрос одесский, но и сортов краснодарской (Соратница) и донской (Северодонецкая юбилейная) селекции (табл. 5.1.3).
На вариантах сидеральных паров с парозанимающими культурами горчицей сарептской и смеси горчицы и рапса ярового отмечается снижение высоты растений озимой пшеницы перед уборкой на 4,0-4,3 см (Северодонецкая юбилейная) - 3,1-4,9 см (Соратница). По сидеральному рапсовому пару сорт озимой пшеницы Северодонецкая юбилейная перед уборкой был на 4,2 см выше, чем по чистому пару. За 2004-2005 гг. нами отмечается, что у сорта Северодонецкая юбилейная наибольшая продуктивная кустистость, количество зерен в колосе, и как следствие, число зерен с растения были по вариантам одновидовых посевов сидеральных культур. Так, число продуктивных стеблей на 1 растении было больше на 0,31-0,41, количество зерен с растения - на 1,4-13,3 шт. По сорту Соратница наблюдается некоторое снижение числа продуктивных стеблей - на 0,31-0,51 шт./раст., но отмечается увеличение количества зерен с колоса на 0,9-13,4 шт. в зависимости от предшественника.
В тоже время по сорту Северодонецкая юбилейная нами отмечается увеличение массы 1000 зерен по вариантам с сидеральными парами, а по сорту Соратница - наоборот, масса 1000 зерен по сидеральным парам была на 1,88-3,55 г. меньше, чем по чистому пару. Таким образом, введение в качестве предшественника озимой пшеницы сидеральных паров с парозанимающими культурами горчицей и рапсом способствует при подборе сорта увеличению продуктивной кустистости, количества и массы зерна с растения, а также массы 1000 зерен.
Раньше академик Лукьяненко утверждал, что соотношение между весом зерна в колосе и соломиной должно быть равно один к одному. Теперь, когда селекционер уже приближается к этой цели, он ставит новую задачу. В идеале на две части веса зерна должна приходиться только одна часть соломы. В наших исследованиях возделывание озимой пшеницы по рапсовым парам приводит к снижению соотношения зерно:солома до 1 к 1,06 (сорт Северодонецкая юбилейная), в то время как по остальным изучаемым парам соотношение было 1 к 1,28-1,34, по сорту Соратница - 1 к 1,21-1,27.
При возделывании озимой пшеницы после непаровых предшественников наиболее важной составляющей структуры урожая является количество продуктивных стеблей на единице площади.
При сравнении показателей структуры урожая озимой пшеницы за 2003-2004 гг. установлено, вид пара оказывает влияние на густоту стояния растений к уборке и массу 1000 зерен (табл. 5.1.4).
Так, густота растений к уборке по чистому пару превышала показатели густоты стояния по занятым и сидеральному парам на 16-25 шт./м а по кулисно-мульчирующим парам она была на 8-9 шт./м больше чистого пара, за счет лучшей перезимовки.
Наибольшая масса 1000 зерен наблюдалась также на вариантах кулисно-мульчирующих паров - на 0,5 г больше показателей по чистому пару и на 0,3-0,7 г больше, чем по занятым и сидеральному пару. Число продуктивных колосьев и зерен в колосе существенно по вариантам не отличались.
Таким образом, наиболее оптимальные показатели, способствующие получению большей биологической урожайности (376-378 г/м2) были по кулисно-мульчирующим парам с парозанимающими культурами люцерной изменчивой и люцерной желтой.
- Особенности роста и развития озимой пшеницы в зависимости от предшественников, сроков и норм посева
- Засоренность посевов озимой пшеницы в зависимости от элементов технологии возделывания
- Фотосинтетическая деятельность посевов озимой пшеницы в зависимости от элементов технологии возделывания
- Особенности осеннего развития и сохранность растений озимой пшеницы в зависимости от элементов технологии возделывания
- Влияние элементов технологии возделывания на полевую всхожесть семян и густоту всходов озимой пшеницы
- Влагообеспеченность посевов озимой пшеницы
- Влияние различных видов паров на рост и развитие растений озимой пшеницы
- Почвозащитная эффективность различных видов паров на склоновых землях
- Влияние различных видов паров на микробиологическую активность почвы
- Химический состав растительных остатков парозанимающих и сидеральных культур